Static Var Generator (SVG): dynamic and stepless compensation of reactive power

Wanneer een elektrische installatie te maken heeft met wisselende belastingen of een toename van capacitief vermogen, schieten traditionele condensatorbanken vaak tekort. Een Static Var Generator (SVG) biedt hier de meest nauwkeurige oplossing. Door het blindvermogen elektronisch, razendsnel en traploos te compenseren, verbetert u de bedrijfszekerheid en voorkomt u onnodige overbelasting van de installatie.

In het kort: Wat u moet weten over de Static Var Generator

Heeft u weinig tijd? Dit zijn de kernpunten die u moet weten over de Static Var Generator:

Waarom is het belangrijk? Het voorkomt energieverliezen, verlaagt thermische belasting op kabels en transformatoren, en garandeert een stabiele Power Quality zonder risico op resonantie.

How to recognise the need? High penalties for blind consumption on energy bills, unexplained failures of protective devices, or overheated components when machinery is changing.

For whom is the use of a Static Var Generator crucial?

Switching to or implementing a Static Var Generator is a strategic choice for operational reliability. This technology is specifically relevant to:

  • Installatieverantwoordelijken en Engineers: Die verantwoordelijk zijn voor de continuïteit en veiligheid van complexe netwerken, bijvoorbeeld in ziekenhuizen of datacenters waar uitval onacceptabel is.
  • Technisch Managers in de Industrie: Die te maken hebben met snel wisselende belastingen (zoals lasrobots, kranen of extruders) waarbij trage, mechanisch geschakelde systemen onvoldoende compensatie bieden.
  • Directie en Finance: Die de operationele kosten (zoals blindstroomboetes) willen verlagen en de levensduur van kostbare transformatoren en distributiepanelen willen verlengen om de ROI van de faciliteit te maximaliseren.

What is a Static Var Generator (SVG)?

Een Static Var Generator (SVG) is een geavanceerd systeem voor de elektronische compensatie van blindvermogen (reactief vermogen). Waar conventionele condensatorbanken in vaste, vaak trage stappen schakelen met behulp van passieve componenten , maakt een SVG gebruik van vermogenselektronica. Hierdoor wordt de blindstroom traploos, dynamisch en binnen enkele milliseconden gecompenseerd.

Visueel bewijs: Altijd de juiste compensatie

In veel industriële installaties varieert de belasting continu. Een conventionele condensatorbank werkt met vaste stappen (trappen). Dit betekend dat de installatie vrijwel altijd wordt over- of ondergecompenseerd. Een SVG daarentegen analyseert de behoefte real-time en levert exact de juiste hoeveelheid reactief vermogen. Dit resulteert in een perfect stabiele Power Factor (arbeidsfactor). ovendien kan een SVG, in tegenstelling tot een condensatorbank, ook capacitieve netten compenseren.

SVG compensation
Capacitor bank compensation

Nuance / Let op: Een SVG wordt vaak ‘actieve compensatie’ genoemd. Verwar dit niet direct met een Actief Harmonisch Filter (AHF). Een SVG is primair ontworpen voor blindvermogen en is zeer robuust tegen harmonische spanning, maar neemt zelfstandig geen harmonische stroom weg uit de installatie. Daarvoor is een AHF nodig.

The impact: Why electronic compensation is essential

Een slechte verhouding tussen actief en reactief vermogen (een lage cosinus phi) vormt een directe bedreiging voor de bedrijfszekerheid. Naarmate installaties moderner worden, verandert de aard van de belasting. Het belang van een SVG uit zich op meerdere vlakken:

Waarborgen van continuïteit: Een SVG reageert in enkele milliseconden. Hierdoor kunnen reactieve inschakelstromen van grote motoren direct worden gevoed, wat de kans op desastreuze spanningsdips en uitval van gevoelige apparatuur drastisch afneemt.

Levensduur van de installatie: Blindstroom is stroom die wel door de kabels loopt, maar geen nuttige arbeid verricht. Dit zorgt voor extra opwarming in kabels en transformatoren. Door dit bij de bron te compenseren, verlaagt u de thermische belasting en voorkomt u versnelde veroudering van componenten.

Financiële zekerheid: Naast het voorkomen van ‘Transportkosten Blindverbruik’ op de factuur van de netbeheerder, zorgt de efficiëntieslag voor gereduceerde energieverliezen en dus een directe CO2-reductie.

Geen risico op impedantie: Dit is misschien wel het belangrijkste technische argument voor een SVG. Een conventionele condensatorbank is enorm gevoelig voor harmonische spanning. Zoals de onderstaande grafiek aantoont, daalt de impedantie (weerstand) van een condensator naarmate de frequentie in het net stijgt. Hierdoor trekt de condensatorbank ongewenste, hoogfrequente harmonische stromen aan, wat leidt tot oververhitting en een reëel risico op gevaarlijke resonantie.

Impedantie SVG condensatorbank

Symptoms in practice: how do you recognise compensation problems?

Vaak sluipen Power Quality-problemen ongemerkt de installatie in na modificaties of uitbreidingen. U herkent de behoefte aan geavanceerde compensatie aan de volgende symptomen:

  • Overheating: Transformers or cables that become exceptionally hot, even when they do not appear to be under maximum load according to specifications.
  • Knipperende verlichting of haperende PLC’s: Veroorzaakt door spanningsdips tijdens het inschakelen van zware inductieve lasten.
  • Defecte condensatoren: Als uw huidige condensatorbank vaak uitvalt of ‘bol’ gaat staan, is dit vaak een teken van harmonische overbelasting of resonantie.
  • Boetes op de energierekening: De netbeheerder brengt extra kosten in rekening voor blindverbruik.

Praktijkvoorbeeld: De onvoorziene gevolgen van een LED-transitie

Neem als voorbeeld een groot kantoorpand dat recent de volledige verlichting verving door duurzame LED en tegelijkertijd de IT-apparatuur fors uitbreidde. Kort na deze moderniseringsslag viel de bestaande, relais-geschakelde condensatorbank herhaaldelijk in storing, wat een direct risico vormde voor de continuïteit.

Door een proactieve aanpak en een meting met een Power Quality Analyzer werd de situatie exact in kaart gebracht. De analyse wees uit dat de stroomvraag door de vele nieuwe elektronica sterk capacitief was geworden, in combinatie met een verhoogde harmonische spanning. De traditionele condensatorbank was daar niet voor ontworpen, kon de situatie niet aan en creëerde zelfs een gevaarlijk resonantierisico.

De uiteindelijke oplossing bestond uit het vervangen van de verouderde condensatorbank door een Static Var Generator. Vanaf dat moment werd het capacitieve blindvermogen traploos en nauwkeurig gecompenseerd. Het resonantiegevaar werd structureel opgelost en de algehele bedrijfszekerheid van de installatie was weer voor de lange termijn gewaarborgd.

The cause: Why traditional capacitor banks are no longer adequate

The structure of industrial and commercial plants has changed dramatically over the past decade. Previously, linear and inductive loads, such as direct-on-line motors and heavy transformers, dominated. For these, a conventional fixed-stage capacitor bank was an adequate and cost-effective solution.

Today, three developments are causing new challenges:

  1. Toename van capacitief vermogen: Hedendaagse kantoorpanden, ziekenhuizen en laboratoria zitten vol met elektronica, LED-verlichting, UPS-systemen en zonnestroomomvormers. Dit maakt het netwerk steeds capacitiever. Een standaard condensatorbank kan uitsluitend inductief blindvermogen compenseren, terwijl een SVG bi-directioneel is en óók capacitieve netten stabiliseert.
  2. Snelle lastwisselingen: Bij moderne productieprocessen (zoals lasrobots of kranen) varieert de belasting in fracties van seconden. Een relais-geschakelde bank is simpelweg te traag (reactietijd van seconden tot minuten) en zal structureel over- of ondercompenseren. Een SVG reageert in milliseconden.
  3. Harmonic pollution: Frequency converters and power supplies generate harmonics. A conventional capacitor bank attracts these higher frequencies (due to its decreasing impedance) and fails faster. An SVG is extremely robust against this.

Solution options: SVG or a Capacitor Bank?

Improving your Power Quality and increasing the power factor requires a proactive approach. Depending on the dynamics in your installation, there are hardware and structural solutions.

When do you choose a conventional capacitor bank?
If your installation consists of stable, continuous inductive loads (e.g. large pumping stations running 24/7) without significant harmonic contamination. This is often a robust and highly cost-effective method, if correctly designed and fitted with the right tuning (coils) to dampen wear due to small harmonic voltages.

When is a Static Var Generator the only right choice?

  1. In networks with high capacitive loads (e.g. many LED and IT infrastructures).
  2. In environments with rapid load changes and large voltage variations.
  3. If you want to reduce the zero current in the system by applying imbalance correction (a unique feature of many SVGs).
  4. If you want to exclude 100% certainty around network resonance. The SVG adjusts seamlessly and steplessly, meaning that compensation always exactly matches the current demand.

Nuance / Let op: Een SVG kan in sommige gevallen overgedimensioneerd lijken voor een simpele applicatie. Een grondige diagnose voorafgaand aan de investering voorkomt overbodige kapitaaluitgaven en garandeert dat u de techniek krijgt die uw installatie daadwerkelijk nodig heeft.

5 Common mistakes in reactive power compensation

  1. Blindly adding capacitors: without analysing whether the load is capacitive or inductive, which actually exacerbates the problem in modern (capacitive) premises.
  2. Ignoring resonance risk: Installing a capacitor bank in a grid with many variable speed drives, without considering harmonic amplification.
  3. Focusing only on the energy bill: Forgetting that the biggest gain from compensation lies in preventing downtime and extended transformer life.
  4. Misjudged response speed: Relay-switched banks deployed on fast production lines (such as spot welding lines), resulting in structural measurement and switching delays.
  5. Ontbreken van nulmetingen: Een oplossing aanschaffen zonder eerst door middel van metingen exact vast te stellen hoeveel kVar er onder welke bedrijfsomstandigheden gecompenseerd moet worden.

Checklist: From problem to the right compensation

Follow these steps for a proactive approach and ensuring operational reliability:

  • Diagnose en signalering: Verzamel data zoals energierekeningen (let op kVarh-boetes) en storingslogboeken van frequentieregelaars of PLC’s.
  • Meting uitvoeren: Installeer een tijdelijke of permanente Power Quality Analyzer op de hoofdverdeler of achter de specifieke verdeler om de cosinus phi, harmonischen en spanningsdips minimaal een week te monitoren.
  • Data analysis: Assess whether the grid is capacitive or inductive, and how fast the fluctuations occur. Determine resonance risk.
  • Oplossing engineeren: Kies op basis van de analyse tussen een goed verstemde condensatorbank, een SVG, of wellicht een Actief Harmonisch Filter (indien stroomfiltering noodzakelijk is).
  • Verification: Conduct another measurement after commissioning to validate that power quality has structurally improved and targets have been met.

When do you call on HyTEPS for diagnostics?

While reading a penalty on the energy bill is easy, correctly sizing electronic compensation is work for specialists. You need specific metering data and in-depth network knowledge. Call in expertise when:

  • You will significantly expand the installation or switch to heavy, sustainable technologies (solar panels, charging plazas, LED).
  • Your current capacitor banks frequently fail, overheat or the protections trip inexplicably.
  • You are facing grid congestion and need to get more active power from your existing transformer capacity, without increasing the main fuse.
  • Our engineers analyse the situation with continuous 'continuous waveform recording' to uncover every detail of your Power Quality.

Want to know more about Power Quality?

Delve further into the subject matter via these related pages:

Power Quality metingen

Frequently asked questions

Answer:

Symptoms are often subtle until things go wrong. Look out for unexplained machine failures, flickering lights, cables getting hot or transformers buzzing. Also, if electronics (PLCs, drivers) fail earlier than the service life indicates, chances are that the power quality is insufficient. A Power Quality measurement provides the answer.

Answer:

This is possible, provided you have a high-quality Power Quality Analyzer (according to IEC 61000-4-30 Class A) and the knowledge to interpret the data. Collecting data is easy; analysing the correlation between events, harmonics and your specific business processes requires specialist engineering knowledge. We are happy to support you in the analysis.

Answer:

Not by definition. NEN-EN 50160 describes the minimum requirements for voltage at the grid operator's transfer point. However, modern equipment can be more sensitive and malfunction even if the voltage is within this standard. We therefore look beyond the standard: we look at the compatibility between your power supply and your connected load.

Answer:

Peace of mind, certainty and insight. You get a clear diagnosis of the 'health' of your electrical installation. We pinpoint the cause of faults, enabling you to avoid unplanned downtime and reduce fire risks or unnecessary energy losses. You receive a concrete advisory report with practical points for improvement.

Answer:

No, that is a misconception. A filter is a powerful tool, but not a panacea. Sometimes the solution lies in changing transformer settings, redistributing loads or adjusting cabling. HyTEPS always recommends a thorough analysis and simulation before we recommend hardware, to avoid unnecessary investments.

Answer:

Yes, significantly. Solar panel inverters and LED lighting drivers are non-linear loads that cause harmonics and sometimes supraharmonics. This can lead to interference with other equipment or overloading of the neutral conductor. When renovating or preserving, a Power Quality check is essential to ensure operational reliability.

Answer:

We call this phenomenon 'nuisance tripping'. Often the cause is not the total amount of current, but the distortion of the current (harmonics) or short peak currents that your measuring equipment misses. This contamination can extra heat up thermal protections or confuse electronic protections, causing them to switch off wrongly. A specialised measurement can find out exactly why a protection reacts.

Answer:

For a reliable picture, we usually measure at least one to two weeks. This is necessary to capture a full duty cycle, including weekends and peak loads. For specific acute failures, we can also take short-term measurements or deploy 'continuous waveform recording' to capture transients.

Answer:

Your installer is an expert in installation and maintenance (the 'general practitioner'). HyTEPS is the specialist (the 'Power Quality Doctor'). We have advanced measuring equipment, simulation software and in-depth knowledge of theoretical electrical engineering and regulations. We often work together with installers to solve complex puzzles that fall outside standard knowledge.

Answer:

After the measurement, you receive a report with conclusions in understandable language as well as technical details. If necessary, we simulate the possible solutions in our software. So you know exactly what the effect of a measure will be in advance. We then supervise the implementation and verify the result with a follow-up measurement.

Klaar voor een proactieve aanpak? Spreek met een engineer

Do not hesitate in case of unexplained failures. Speak to a HyTEPS engineer about your situation or request a Power Quality survey. We will help you find the cause and restore operational reliability.

HyTEPS

Beemdstraat 3

5653 MA Eindhoven